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第1章 绪论1

1.1 物联网的起源与发展1

1.2 物联网的概念与内涵1

1.2.1 物联网的概念1

1.2.2 物联网的内涵2

1.3 物联网的发展历史与现状3

1.3.1 物联网发展历史3

1.3.2 各国物联网的发展战略3

1.3.3 物联网的典型行业应用5

1.4 农业物联网系统8

1.4.1 农业物联网的架构8

1.4.2 农业物联网的特点8

1.4.3 农业物联网的应用11

1.5 农业物联网的发展前景12

参考文献13

第2章 土壤信息感知技术14

2.1 概述14

2.2 土壤特征指标感知技术14

2.3 土壤养分指标感知技术17

2.4 土壤污染指标感知技术24

参考文献27

第3章 农作物信息感知技术28

3.1 概述28

3.2 作物养分信息感知技术28

3.2.1 作物养分信息传统检测方法28

3.2.2 作物养分信息快速检测方法30

3.3 作物生理形态信息感知技术38

3.3.1 作物生理信息感知技术38

3.3.2 作物三维形态信息感知技术42

3.4 作物病虫害信息感知技术46

3.4.1 作物病害信息感知技术47

3.4.2 作物虫害信息感知技术50

参考文献54

第4章 农田环境信息感知技术58

4.1 概述58

4.2 传感器技术58

4.3 农田环境信息感知传感器技术59

4.3.1 温度传感器59

4.3.2 热电偶和热电阻传感器61

4.3.3 湿度传感器62

4.3.4 光照传感器64

4.3.5 光电传感器64

4.3.6 二氧化碳传感器65

4.4 农田小气象（小气候）67

4.4.1 风速、风向传感器68

4.4.2 雨量传感器70

4.4.3 蒸发量传感器71

4.4.4 辐照（辐射）传感器72

4.4.5 应用案例73

参考文献78

第5章 畜禽水产养殖信息感知技术80

5.1 概述80

5.2 畜禽养殖信息感知技术80

5.2.1 畜禽养殖背景80

5.2.2 畜禽养殖物联网信息感知技术架构81

5.2.3 主要应用系统82

5.2.4 畜禽养殖信息感知的传感器技术86

5.2.5 应用案例88

5.3 水产信息感知技术93

5.3.1 水产养殖背景93

5.3.2 水产信息感知系统94

5.3.3 水产养殖水质感知技术95

5.3.4 应用案例107

参考文献107

第6章 个体识别技术109

6.1 射频识别技术原理与应用109

6.1.1 射频识别技术原理109

6.1.2 RFID电子标签应用111

6.2 二维码个体识别技术114

6.2.1 二维码识别技术原理114

6.2.2 二维码的编码分类114

6.2.3 二维码的应用及发展前景116

6.3 条形码118

6.3.1 一维条码技术的基础术语118

6.3.2 一维条码的结构119

6.3.3 一维条码的编码方法119

6.3.4 一维条码个体标识119

6.3.5 条形码的种类122

6.3.6 条形码扫描阅读原理123

6.3.7 常用条形码扫描器工作方式及性能分析124

6.3.8 条形码阅读设备选择125

6.4 二维码、RFID比较与应用126

6.4.1 二维码应用特点126

6.4.2 RFID与二维码之间的比较127

6.4.3 二维码、RFID相结合在农业生产、加工、物流全过程应用127

参考文献127

第7章 定位与导航技术129

7.1 概述129

7.2 全球卫星定位系统131

7.2.1 GPS定位方式132

7.2.2 GLONASS卫星导航系统143

7.2.3 伽利略定位系统144

7.2.4 北斗卫星导航系统145

7.2.5 COMPASS卫星导航系统149

7.2.6 卫星导航系统的兼容性与互操作性153

7.3 农机导航156

7.3.1 农机导航的关键技术156

7.3.2 基于农机动力学模型的导航路径跟踪控制方法156

7.3.3 模型无关的导航路径跟踪控制方法157

7.3.4 农机自动导航应用158

参考文献161

第8章 农业遥感技术163

8.1 概述163

8.1.1 农业遥感的定义163

8.1.2 遥感技术的分类164

8.1.3 农业遥感系统的组成165

8.2 农业遥感的基本原理165

8.2.1 辐射165

8.2.2 大气窗口167

8.2.3 地物波谱特性168

8.3 遥感数据处理171

8.3.1 遥感数字图像处理171

8.3.2 影像判读171

8.3.3 影像的目视解译171

8.3.4 数据解译172

8.3.5 相关软件173

8.4 农业遥感平台分类173

8.4.1 地面遥感174

8.4.2 航空遥感174

8.4.3 航天遥感176

8.5 农业遥感的应用179

8.5.1 基于遥感的作物信息感知179

8.5.2 基于遥感的土壤信息感知183

8.5.3 基于遥感的水体信息感知185

8.5.4 基于遥感的环境信息感知188

参考文献189

第9章 通信技术192

9.1 概述192

9.2 有线通信技术192

9.2.1 电力载波组网传输技术192

9.2.2 现场总线技术200

9.3 无线通信技术208

9.3.1 物联网无线通信技术208

9.3.2 常用的农业物联网无线通信技术213

9.4 4G、5G通信技术219

9.4.1 移动通信的发展历程219

9.4.2 4G网络体系和层次结构220

9.4.3 5G发展的新特点225

参考文献233

第10章 网络技术236

10.1 概述236

10.2 Zigbee组网原理与应用236

10.2.1 IEEE 802.1 5.4 技术标准236

10.3 ZigBee组网原理239

10.3.1 ZigBee技术概述239

10.3.2 ZigBee组网原理240

10.3.3 ZigBee网络性能242

10.4 主动诱导式自组织农业物联网通信协议243

10.4.1 主动诱导式组网原理243

10.4.2 主动诱导式网络局部智能维护原理251

10.5 网络结构254

10.5.1 星型拓扑网254

10.5.2 网型拓扑网255

10.5.3 环型拓扑网255

10.5.4 树型拓扑网256

10.5.5 混合型拓扑网257

参考文献258

第11章 农业信息处理技术259

11.1 农业信息技术基本概念259

11.1.1 农业信息特点及类型259

11.1.2 物联网中的农业信息260

11.2 基础农业信息处理关键技术261

11.2.1 数据搜索技术261

11.2.2 数据存储技术262

11.2.3 云计算技术263

11.2.4 大数据处理265

11.2.5 地理信息系统267

11.2.6 农业物联网数据的标准化269

11.3 多源农业信息融合与处理技术271

11.3.1 多源信息融合技术的概念和原理271

11.3.2 算法与模型融合技术272

11.3.3 融合控制技术273

参考文献273

第12章 农业信息决策与处理275

12.1 概述275

12.1.1 物联网对农业信息处理技术的新要求275

12.1.2 农业信息智能处理方法简介275

12.2 农业专家系统276

12.2.1 农业专家系统概述276

12.2.2 农业专家系统的构建与实例280

12.3 农业智能决策支持系统281

12.3.1 农业智能决策支持系统的概述281

12.3.2 农业智能决策支持系统的结构理论282

12.3.3 农业知识规则的确定284

12.4 农业预测预警289

12.4.1 农业预测预警概述289

12.4.2 农业预测预警方法291

12.4.3 农业预测预警的分类与应用实例294

参考文献295

第13章 农业物联网标准化与系统应用297

13.1 概述297

13.2 农业物联网标准相关概念298

13.2.1 标准298

13.2.2 标准化299

13.2.3 标准体系299

13.3 物联网标准化体系300

13.3.1 物联网感知层标准化300

13.3.2 物联网传输层标准化301

13.3.3 物联网应用层标准化302

13.3.4 农业物联网标准概述302

13.3.5 农业物联网标准的重要性303

13.3.6 农业物联网标准体系304

13.3.7 农业物联网应用系统标准化305

参考文献306

第14章 种植业物联网系统应用307

14.1 大田农业物联网系统应用307

14.1.1 大田农业物联网概述307

14.1.2 大田农业物联网的特点307

14.1.3 大田农业物联网系统组成308

14.1.4 土壤墒情监控系统309

14.1.5 农田环境监测系统311

14.1.6 测土配方施肥管理系统312

14.1.7 大田作物病虫害诊断与预警系统313

14.2 设施农业物联网系统应用314

14.2.1 设施农业的概述314

14.2.2 设施农业物联网监控系统315

14.2.3 设施农业物联网应用系统的功能316

14.2.4 设施农业病虫害预测预警系统317

14.2.5 设施农业物联网重点应用领域318

14.3 果园农业物联网系统应用319

14.3.1 概述319

14.3.2 果园种植物联网总体结构319

14.3.3 果园环境监测系统320

14.3.4 果园害虫预警系统321

14.3.5 果园土壤水分和养分检测系统321

14.3.6 应用案例322

参考文献330

第15章 畜禽水产养殖物联网系统应用331

15.1 畜禽农业物联网系统应用331

15.1.1 概述331

15.1.2 畜禽农业物联网系统的架构332

15.1.3 畜禽物联网养殖环境监控系统333

15.1.4 精细喂养管理系统335

15.1.5 动物繁育监控335

15.1.6 畜禽物联网应用案例336

15.2 水产农业物联网系统应用338

15.2.1 概述339

15.2.2 水产农业物联网的总体架构339

15.2.3 水产养殖环境监测系统341

15.2.4 水产养殖精细投喂系统342

15.2.5 水产养殖疾病预防系统342

15.2.6 水产农业物联网应用实例343

参考文献346

第16章 农产品安全溯源系统应用348

16.1 农产品加工物联网系统应用348

16.1.1 概述348

16.1.2 农产品加工物联网的总体架构349

16.1.3 畜禽产品跟踪与追溯系统349

16.1.4 畜禽批发市场管理系统350

16.1.5 畜禽快速检疫系统350

16.1.6 畜屠宰加工管理系统351

16.1.7 应用案例351

16.2 农产品物流物联网系统应用351

16.2.1 农产品物流物联网概述351

16.2.2 农产品物流物联网的特点352

16.2.3 农产品物流物联网的主要技术353

16.2.4 农产品物流物联网系统总体架构354

16.2.5 农产品配货管理系统356

16.2.6 农产品质量追溯系统356

16.2.7 农产品运输管理系统356

16.2.8 农产品采购交易系统356

16.2.9 应用案例357

参考文献358